运动员身体机能评定.ppt

第十二章 运动员身体机能的生物化学评定,第一节 身体机能的生化评定意义,第二节 代谢能力的评定,第三节 综合评定的方法,第一节 身体机能的生化评定意义,人体机能的生化评定，是建立在运动生化原理基础上的，运用生物化学技术从分子水平揭示运动对机体的影响，具有准确、灵敏、针对性强等有点，已经逐步成为制定训练方法、掌握适宜的运动负荷、评定训练效果的重要手段，并取得了良好的效益。,一、运动员正确选材的科学依据二、科学控制运动负荷的重要环节三、评定运动员机能状态的客观指标四、及早诊断运动损伤和过度疲劳五、预测运动成绩的理论依据六、解决运动员合理营养的基本手段,一、运动员正确选材的科学依据,运动员正确选材是运动训练科学化的首要环节。研究证明，人体机能水平、代谢能力的高低，既受生长发育过程中营养、疾病以及 运动训练等后天因素的影响，也受先天遗传因素的制约。,运动负荷是指运动员在训练中所完成的身体负荷量。不同的运动负荷对运动员机体可产生不同的影响，而相同的运动负荷对不同运动员产生的影响也不同，因此，运动负荷是否适宜，可以通过生化指标来评定机体适应情况，故在训练中应用生化指标评定运动负荷具有重要的意义。,二、科学控制运动负荷的重要环节,由于运动负荷大小引起运动员身体的生化变化大小的程度是一致的，因此，通过测定生化指标变化便可客观地评定运动负荷水平。,如血乳酸、尿蛋白、肌酸激酶可作为负荷强度评定指标。,如血尿素、血红蛋白、睾酮和尿胆原可作为负荷量评定指标。,三、评定运动员机能状态的客观指标,在运动训练中，运动员的身体状况对科学安排训练负荷至关重要。只有在运动负荷量和强度足够大、机体能够承受和处于最大应激状态，才能有效的提高运动能力。,四、及早诊断运动损伤和过度疲劳,过度疲劳不仅达不到训练强度和技术动作要求而对提高运动成绩不利，还容易造成运动损伤或运动性疾病。通过多项生化指标的测定与综合，可正确地诊断运动性疲劳的程度及机能恢复情况，对防治过度训练和运动损伤有积极意义。,五、预测运动成绩的理论依据,运动成绩是运动员竞技能力的体现，除了与技术动作、战术要求等有关外，更与运动员身体机能水平有密切的关系。因此，运动某些生化指标来预测运动成绩，已被逐渐应用于体育科学研究和运动训练中。,六、解决运动员合理营养的基本手段,合理营养是运动员取得优异成绩的基本因素之一，合理营养有助于运动能力的提高和运动后体力的迅速恢复。运动员营养的合理与否，需要通过一系列生化指标来评定。,负荷量是指负荷的数量它是由练习的持续时间、练习的组数与次数所构成的.负荷强度目前尚未有统一的说法一般可理解为运动员成功地完成练习所必须的各种器官、系统活动的紧张程度,负荷强度/负荷量的生化评定,体育词典的定义：负荷强度定义：指反映练习单位(如单个练习)中用力值、功能紧张度和作用力度，以及某一时间内训练作业总程度的物理量 负荷量定义：反映练习单位(如单个练习)中训练作业总数的物理量。,负荷强度的生化评定,用于评价训练负荷强度的指标大多是在大强度训练中变化显著的指标，目前主要有血乳酸、血清CK、尿蛋白、血红蛋白（有些项目）等，还有心率。,当今，体育竞赛日趋激烈，要求训练中的负荷强度也越来越大，但是，强度不是越大越好，超过运动员承受能力的强度会损身体健康和运动成绩的提高。因此，科学评定运动训练中的强度是运动训练的一个关键环节。,一、血乳酸与负荷强度,（一）乳酸生成与负荷强度,（二）血乳酸在评定负荷强度中的应用,（一）乳酸生成与负荷强度,在有氧或无氧负荷强度运动时，机体都有乳酸生成，但其生成量的大小取决于负荷强度的大小。,负荷强度增大,乳酸,因此，乳酸负荷强度,（二）血乳酸在评定负荷强度中的应用,运动时所需的能量来源于体内的有氧和无氧代谢，乳酸是这个代谢体系中的一个重要中间产物。,1、血乳酸变化与动用能量系统关系,2、血乳酸积累值与负荷强度,运动后血乳酸在4 mmol/L左右时，强度低；,血乳酸大于12mmol/L时，强度较大。,血乳酸在10mmol/L左右时，强度中等；,心率和血乳酸结合是目前训练中应用最普遍的强度监控手段，他们能够在一次动作完成之后即刻测定机体对训练强度的反应，或者有目的的发展运动员某种能量代谢系统的功能能力的训练方法和手段的监控,二、尿蛋白与负荷强度,尿蛋白是指尿液中的蛋白质，运动时尿中蛋白排出的数量和组分与运动强度和量有关。因此，测定尿蛋白可评定负荷强度。,（一）尿蛋白正常含量,（二）运动性蛋白尿,（三）尿蛋白量变与负荷强度,（四）评定时注意的事项,（一）尿蛋白正常含量,正常成年人尿中蛋白质含量很少，其浓度在10mg%以下，日排出总量不超过150mg。运动员安静状态下尿中蛋白质含量很少，采用一般方法检查不出来，故称为阴性尿。,（二）运动性蛋白尿,运动会引起某些人尿液中蛋白质含量增多。由运动引起蛋白质含量增多的尿，称为运动性蛋白尿。,与病理性蛋白尿不同的是，运动性蛋白尿在运动后能迅速地自行复原。,（三）尿蛋白量变与负荷强度,运动强度大，持续时间较长的无氧供能为主的运动，血乳酸值较高，尿蛋白质排出量相应较多。也就是说，尿蛋白排出量随强度的增大而增加。,若在运动次日晨测定，则可用以评定机体的恢复状态。,（四）评定时注意的事项,2、两个差异个体差异和项目差异,1、采样时间,不能超过15-20分钟。运动后15分钟尿蛋白达最高值，20分钟尿蛋白开始下降，4小时内基本恢复，时间延长说明机能下降。,个体差异一般34倍，个别可达10倍。,项目差异训练手段不同引起。,3、年龄与环境,年龄小 年纪大,寒冷 温暖，高原 平原,4、情绪,比赛 训练,（四）评定时注意的事项,血清肌酸激酶（CK）与运动强度,肌酸激酶主要存在于骨骼肌（约占全身总量96%），随着运动强度增大，肌酸激酶从骨骼肌细胞释放入血液增加。因此，测定血清肌酸激酶可用以评定运动强度和运动员身体机能。,一、血清肌酸激酶正常值,二、血清肌酸激酶与运动强度,三、血清肌酸激酶与身体机能,一、血清肌酸激酶正常值,血清肌酸激酶主要来自骨骼肌和心肌，在正常生理活动情况下，其数量很少且无重要催化作用，正常安静值范围：男子10-100IU/L；女子10-60IU/L；即小于100IU/L。,二、血清肌酸激酶与运动强度,一般认为，负荷强度的影响大于负荷量，当负荷强度和量都大时，其升高最明显。目前认为，运动强度小，持续时间短时，血清肌酸激酶活性变化不大，较大强度运动后可增至100-200IU/L；极量运动后可达500-1000IU/L。当运动后达500IU/L以上时，同时出现血清GOT（谷草转氨酶）活性升高。,三、血清肌酸激酶与身体机能,运动引起血清肌酸激酶升高，其原因可能与肌细胞膜的通透性增大或损伤有关，运动员身体机能状态决定其承受负荷强度的大小，因此测定血清肌酸激酶也可以作为评定运动员身体机能状态及运动后身体恢复状态。,血清肌酸激酶、尿蛋白和血红蛋白等指标一般用来评定一堂训练课后，该堂训练课或者该训练日的总体训练负荷强度，科研使教练员了解该堂训练课或者改日训练课的训练负荷强度是否合适，同时还利用这些指标监控运动员疲劳程度和恢复状况。,负荷量的生化评定,不管进行哪个项目的运动训练，负荷量均必须是适宜的。如果太少，效果不佳或没有效果；负荷太大，则易产生运动性疲劳或损害身体健康，因此，科学评定负荷量是十分重要的。,一、血尿素（Bu）,二、血红蛋白（Hb）,三、血睾酮（T）,一、血尿素（Bu）,血尿素是蛋白质、氨基酸代谢的终产物。当运动时，糖大量动用，引起体内能量平衡遭到破坏，蛋白质、氨基酸代谢加强，尿素生成增加。,（一）血尿素正常值,（二）血尿素与运动负荷量,（三）膳食对血尿素的影响,（一）血尿素正常值,常值（安静空腹）：20-42mg%（3.27mmol/L）,在正常生理状态下，尿素的生成和排泄处于动态平衡，血尿素浓度相对稳定。,运动员安静时血尿素浓度偏高，为5.5-7mmol/L；原因是受训练的影响体内蛋白质代谢旺盛。,1、一次运动课训练量的评定,（1）在正常范围内：,增加1mmol/L，训练量小,增加2mmol/L，训练量中,增加3mmol/L，训练量大,（2）超过7.5-8mmol/L：,增加1mmol/L以上可认为训练量大。,（二）血尿素与运动负荷量,血尿素指标在运动时可用于评定运动负荷量。运动中血尿素浓度升高一般出现在运动后30分钟。,2、小周期运动量评定,研究某一训练周期训练时血尿素变化情况时发现，血尿素的变化可概括出三种类型：,A、在训练整个周期中血尿素含量变化不大,B、在训练周期开始时上升，到中后阶段达高峰，然后逐渐下降，恢复至原水平。,C、在训练周期中始终处于高水平。,评定：,A：说明运动负荷强度量小，未能引起机体足够的应激。,B：说明负荷量足够大，但机体能适应。,C：说明运动量过大，身体还未恢复，这时应注意运动负荷量的控制，否则易造成过度疲劳。,（三）膳食对血尿素的影响,在用血尿素评定负荷强度时应考虑膳食因素的影响。高蛋白膳食后血尿素含量明显增加,在用血尿素评定运动负荷时，应注意排除高蛋白膳食的因素。,二、血红蛋白（Hb）,血红蛋白也称血色素，是红细胞的主要成分（占干重的95%左右），其主要功能是作为运输氧气和二氧化碳的载体，又有维持体液酸碱平衡的作用。,（一）血红蛋白正常值,（二）血红蛋白与负荷量,（三）影响血红蛋白量变的因素,（一）血红蛋白正常值,正常人：男性为120-160g/L（12-16g%）女性为110-150g/L（11-15g%）,运动员与正常人值相近，或位于正常值高限，有氧耐力项目运动员可高达170-180g/L。,贫血：男性低于120g/L，女性低于105g/L，14岁以下儿童，男女均低于120g/L。,理想值：160g/L(最适宜的血球压积数值45%）,（二）血红蛋白与负荷量,训练初期如Hb下降,负荷量大或身体机能下降,Hb下降超过10%以上,调整训练负荷或采取其他针对性措施,经适应后，Hb上升,负荷量适宜机能状态较好,可望出现好成绩,（三）影响血红蛋白量变的因素,影响因素,Hb 量 变 情 况,身体机能,机能下降时，Hb下降；机能好转时，Hb回升,负荷量,大运动量开始时，Hb下降；适应时，Hb上升,高原环境,高原低压低氧条件，使机体产生适应性的生理补偿作用，使Hb含量增加,膳食,机体摄入蛋白质或铁不足时，会使血红蛋白的含量下降,年龄,男性成年高于同年龄的女性；新生儿及儿少相对较高,三、血睾酮（T）,睾酮是雄激素活性最高成分（还有雄烯二酮和去氢异雄酮两种），除具有促进第二性征发育外，可促进蛋白质合成，使肌肉壮大和体重增加；可刺激红细胞生成，加速血红蛋白合成；加速体内抗体形成，增强免疫功能和抗感染能力，训练期血睾酮稳定（或升高有助于运动后恢复过程加速，即能提高。故与运动能力的关系十分密切。研究表明，大负荷量运动训练，血睾酮浓度下降，皮质醇浓度上升，因此血睾酮的变化与负荷量有一定的关系。,（一）血睾酮正常值,（二）血睾酮与运动负荷,运动负荷生化评定,（一）血睾酮正常值,血睾酮存在个体差异，男性与女性间差异很大。运动员参考值范围：,男性：270-1000ng/dl（9.5-35.0nmol/L）,女性：10-100ng/dl（0.35-3.5nmol/L),一般来讲，男运动员与男性非运动员没有差异；女运动员血睾酮浓度大于女非运动员，且力量项目的含量最高，因此，可作为力量项目运动员选材的参考指标。,运动负荷生化评定,（二）血睾酮与运动负荷量,项目、强度、负荷量不同，运动后血睾酮的变化不同。研究表明，血睾酮与长时间、大负荷量运动的关系最为密切。,训练负荷量适当，血睾酮变化不大。,负荷量过大或运动员身体机能状态不好时，血睾酮水平则会下降。在不受任何药物干扰的情况下，当运动员增加训练量后血睾酮值低于训练前的25%以上，并持续不回升，即应进行调整。,长时间大运动负荷或衰竭运动时血睾酮下降，从而引起身体机能的下降。,运动负荷生化评定,运动负荷生化评定,运动员血睾酮值根据性别、年龄、个体、训练阶段和身体等不同常常会有较大幅度的变化，因此用血睾酮值指标来评定运动员身体机能状态，最好是采用对单个运动员积累个体数据，进行系统监控的方法比较有效和可靠。,第二节 代谢能力的评定,磷酸原系统供能能力的评定糖酵解系统供能能力的评定有氧代谢供能能力的评定,供能能力的生化评定,评定原理,评定模式,评定方法,代谢特点,磷酸原系统代谢特点,由ATPCP组成；,全力运动供能时间在10内；,运动是主要以磷酸原供能时，乳酸生成较少。,评定原理,1、磷酸原的供能能力取决于组成此供能系统的主要能源物质磷酸肌酸的储量，磷酸肌酸含量高，其代谢产物尿肌酐排除量也多*2、在10左右进行全力运动中，若磷酸原的供能能力强，糖酵解供能的比例小，则血乳酸的浓度就低，相反，血乳酸浓度就高。,10内快速运动评定法,代谢产物评定,定量负荷评定,磷酸原能商评定法,尿肌酐系数评定法,尿肌酐系数评定法,尿肌酐：肌酐是体内磷酸肌酸或肌酸的代谢产物，不能被人体所利用，随尿排除体外，故称尿肌酐。正常状况下，尿肌酐日排出量稳定，与肌肉中磷酸肌酸和肌酸的含量有关，故常用尿肌酐的排出量评定运动员肌肉质量或磷酸肌酸的含量。尿肌酐系数：24小时每千克体重排出的肌酐毫克数称为尿肌酐系数。正常人尿肌酐系数范围：女性10-25，男性18-32。运动员明显高于非运动员，尤其在短跑、举重、投掷等速度、力量或爆发力项目的运动员中，尿肌酐系数高达36-42。,尿肌酐系数评定法,1、尿肌酐系数增加，反映运动员经系统训练后，肌肉CP储量增加，磷酸原能力提高，肌肉发达，收缩力量增大。,2、尿肌酐系数不变或减少，反映运动员工作肌的机能或质量等维持在一定的水平上，或机能下降，也可能与肌肉脂肪相对含量增加有关。然而，高水平运动员如能维持一定水平，也是有效训练的结果。,10内快速运动评定法,根据磷酸原供能系统的供能特点，可采用10秒以内的最大负荷运动进行测试，如自行车功率计、活动跑台或30-60米跑，也可根据具体运动专项进行评定。,测试程序：,测安静Bla,进行10秒最大负荷运动，记录功率或跑速,测运动后Bla,两者Bla差值,若完成功率大或跑速快，而血乳酸值低者，则磷酸原供能能力强。,评定：,磷酸原能商（AQ，Alactic Quotient）评定法,测定程序,测定安静时血乳酸；在自行车功率计上作2-3分钟准备活动；以100RPM，600W最大用力运动15秒，记录15秒期间完成的总功（TWP，以Kj表示）。测定运动后6分钟血乳酸，并求血乳酸增值（HL15秒）,评定方法,按下列公式计算出磷酸原能商（AQ）：,求得的磷酸原能商值越大，表示磷酸原供能能力越强。,糖酵解供能系统代谢特点,糖酵解供能的最大速率约在30-90秒之间；,在最大强度运动中，产生较多的血乳酸。,因此，运动过程中机体产生最大乳酸和承受乳酸长时间刺激是糖酵解代谢能力强的表现。,评定原理,1、糖酵解代谢能力强，其代谢产物乳酸生成多，运动后血乳酸浓度高；2、糖酵解代谢能力强，则维持最大强度运动的时间长（或定量运动时成绩好）。,乳酸能商（LQ）评定法,定量负荷测定代谢产物评定,实验室负荷评定法,400米全力跑评定法,乳酸能商（LQ）评定法Lactic Quotient,测定程序,测定安静时血乳酸；在自行车功率计上作2-3分钟准备活动；以100RPM，600W最大用力运动45秒，记录45秒期间完成的总功（TWP，以Kj表示）。测定运动后6分钟血乳酸，并求血乳酸增值（HL45秒）,评定方法,按下列公式计算出乳酸能商（LQ）：,求得的乳酸能商值越大，表示糖酵解供能能力越强。,实验室负荷评定法,实验室条件下，运动员在跑台上以下面要求运动至精疲力竭。坡度：男为7.5%，女为5%速度：男为6.11m/s,女为5.56m/s记录跑的时间和测试运动前安静血乳酸及运动后最高浓度。,计算血乳酸差值HL=运动后Bla最高值安静Bla若运动员跑的时间越长，且HL越大，说明运动中糖酵解动用参与供能和耐酸能力越强。,程序,评定,400米全力跑评定法,程序,评定,要求在田径场现场进行测试安静血乳酸作准备活动全力跑400米，记录成绩测定运动后最高血乳酸,运动后血乳酸在14-18mmol/L左右，是糖酵解供能能力好的表现；如在9-10mmol/L 以下，是能力差的表现。在一个训练阶段结束后，运动成绩提高了，血乳酸也升高，是糖酵解供能能力提高，训练效果好的表现；成绩提高了，血乳酸仍为原水平，是有潜力的表现；血乳酸不变或升高，但运动成绩下降，是训练效果差或机能水平下降的表现。,有氧代谢供能系统代谢特点,有氧代谢供能是在有氧条件下能源物质氧化分解，生成二氧化碳和水，同时释放能量的供能过程；运动后血乳酸不高；目前认为负荷强度在有氧代谢范围内达到最大时的血乳酸值为4mmol/L（称为乳酸阈）。,评定原理,1、负荷强度在有氧代谢范围内达到最大时的血乳酸值为4mmol/L，这是评定有氧代谢能力适宜的数值。2、有氧代谢能力强，长时间运动后血乳酸浓度低或运动后消除乳酸能力强。,10分钟功率车评定法,乳酸阈速度或功率评定法,递增负荷评定,实验室测定,乳酸阈速度或功率评定法,实验室测定,常用自行车功率计或跑台，选用负荷的大小取决于运动员的性别、年龄和训练水平。,根据每级血乳酸和相应的功率（或跑速），在坐标纸上画出血乳酸功率曲线，取对应于4mmol/L血乳酸浓度的功率值，即为乳酸阈功率（或跑速）。,评定内容,乳酸阈跑速越快或功率越大（或出现乳酸阈曲线右移），则说明有氧代谢供能能力越强。,个体乳酸阈值变化范围为2.0-7.5mmol/L，阈值越低（所对应的速度快或功率高），有氧耐力越好。,10分钟自行车运动，主要是有氧代谢供能，故机能水平越高者，血乳酸越低。根据10分钟自行车运动后血乳酸变化，可将其分为五个等级进行评定。,10分钟自行车运动的评定法,第三节 综合评定方法,单一生化指标评定存在一定的极限性，为了较好地评定运动负荷，往往采用多指标的综合分析，才能充分发挥生化指标评定的作用。,运动负荷生化评定,运动负荷综合评定的方法,在进行综合评定时，应根据测试与评定的目的和运动员的年龄、运动专项、训练水平等具体情况以及实验条件来选择和确定生化指标，根据测试结果，依据运动生化原理，作出客观的、全面的科学的综合评定。,（一）评价指标选择,（二）依据各生化指标正常值和阈值评定,（三）各生化指标综合参考评定,（四）长期追踪评定,运动负荷生化评定,（一）评价指标选择,运动负荷综合评定所选择的生化指标，应能较敏感地反映运动负荷的变化，如果与运动负荷无关，则不能真实反映运动训练过程的实际情况。,生化指标的确定，还应考虑指标测试时运动员的接受程度及实验室的仪器和操作能力。,在实际评定中，常根据测试目的，选择几个指标作为一组组合进行综合评定。,运动负荷生化评定,表 运动负荷综合评定生化指标的组合,运动负荷生化评定,（二）依据各生化指标正常值和阈值评定,在用生化指标评定运动负荷时，要将测试结果与该指标的正常值和阈值比较，根据其量变值的大小具体分析运动负荷的大小和运动员身体的承受力。,运动负荷生化评定,指标 正常值 某些阈值血红蛋白 男：克 疲劳：下降克 女：克 过度疲劳下降至克 理想值：克 男：低于克 女：低于克为贫血。血尿素 疲劳：.mmol/L血 疲劳：血乳酸 乳酸阈值mmol/L 个体乳酸阈值.7.mmol/L 主要无氧代谢区：mmol/L尿蛋白 随意尿 个体差异 全日尿尿胆原 安氏单位 不同项目不同血睾酮：男：14-30nmol/L 低于正常值最低值 女：2-4nmolL,某些生化指标的正常值及阈值,运动负荷生化评定,（三）各生化指标综合参考评定,应用生化指标评定负荷时，要求各项指标间要相互参考，综合评定。因为如果单纯从某一生化指标来进行评定，有时很难判断运动负荷的大小，但如果加上其他指标一起分析，便可以得出较全面的评价。,表 血尿素、血红蛋白与运动量和身体机能综合评价,（四）长期追踪评定,各项生化指标具有一定的稳定性，但在运动训练的影响下，也会产生某些变化，根据其稳定的相对性以及变化的绝对性，在综合评定时必须测定其最低值、最高值以及平均值，以便于比较作出客观、全面、科学的综合评定。,运动负荷生化评定,